Typologie de la charpente rurale en Lorraine

Ce diaporama est une synthèse des études thématiques menées sur l’ensemble de la Lorraine, notamment sur les pans de bois meusiens et Mosellans (Jacques Guillaume et Jean-Yves Chauvet), le canton de Neufchâteau (Jacques Guillaume et Bruno Malinverno) et sur la montagne vosgienne (Jean-François Georgel, Jacques Guillaume et Jean-Yves Henry).

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La charpente lorraine, une spécificité régionale ?

Difficile de répondre à la question. La charpente rurale lorraine est souvent caractérisée par ses hommes-debout, poteaux porteurs qui trouvent leurs origines dans les charpentes proto-historiques de l’Europe occidentale… On peut aussi lui trouver une filiation avec la charpente des granges monastiques de toute l’Europe et lui trouver une singulière parenté avec la charpente genevoise. D’ailleurs, ne serait-il pas préférable de parler de charpentes lorraines. Si les poteaux porteurs semblent constituer la trame de cette parenté, quelle relation existe-t-il entre une charpente du nord meusien et une du sud vosgien ?

La structure de la charpente rurale lorraine est intrinsèquement liée à la typologie de son habitat généralement basé sur un plan massé, la ferme. Ce bâtiment quadrangulaire doit loger sous un même toit gens, animaux, fourrage et matériel. Souvent disposée en village-rue, sur un parcellaire laniéré, la ferme s’organise en travées ou « rains » spécifiques à chacun de ses occupants avec un accès direct depuis la rue.

Si la pierre (moellons assemblés à la chaux) constitue la partie la plus visible du bâtiment et structure sa travée d’habitation, le bois trouve une place prépondérante dans sa partie agricole. C’est lui qui divise la ferme en travées fonctionnelles et en niveau, c’est lui aussi qui porte la toiture et constituait (jusqu’au 19e siècle) le matériau privilégié de sa couverture.

Cette forte proportion de bois est justifiée par l’environnement historique des bâtiments : une forêt omniprésente dans laquelle les villageois puisent sans grande difficultés grâce à des droits d’usage attestés depuis le Moyen-Age. Le droit de marnage (ou marronnage), variable suivant les localités, pouvait permettre jusqu’au 19e siècle, d’aller prendre en forêt la totalité du bois nécessaire à la construction, à la couverture ainsi qu’à l’entretien du bâtiment…et ce quasiment gratuitement pourvu qu’on en respecte les règles. La construction en pan-de-bois, si elle est réputée moins solide et moins durable que celle en pierre s’avère plus économique en main d’œuvre, en temps et surtout en matériaux. Constituée de poutres, elle forme une structure dont l’utilisation est modulable : nue, elle permet la communication entre les travées ; hourdie ou simplement recouverte de planche, elle devient mur extérieur.

Suivant, les essences de bois disponibles à proximité, mais aussi des usages locaux, la charpente peut être réalisée totalement en chêne ou quasi exclusivement en sapin, le proverbe « sapin debout, chêne couché » y perd alors tout sens. La supériorité des propriétés mécaniques du chêne est compensée par un léger sur-dimensionnement des pièces de sapin. Seule sa vertu plus hydrophobe, impose le chêne pour les sablières basses.

 

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1 - Les principes constructifs

Les constructions sans charpentes

Les caves semi-enterrées de la région du Val-d’Ajol construites à l’écart des bâtiments principaux constituent un unicum en Lorraine[1]. Ce sont des bâtiments à pièce unique construits dans un talus voisin dont la couverture de lave est portée par une voûte appareillée. C’est la présence d’une nappe phréatique superficielle sous les bâtiments principaux qui a imposé leur construction.

Les charpentes minimalistes

On les rencontre surtout dans les régions pauvres en bois. Le bâtiment est caractérisé par ses murs pignons rapprochés qui portent directement les pannes. Celles-ci portent la couverture toujours constituée de la superposition de chevrons, voligeage et le matériau de revêtement. Les ressources locales et les traditions imposent les matériaux de couverture ; tuiles, bardeaux, laves et plus rarement chaume recouvrent le bâtiment. La charpente doit y adapter sa pente et sa robustesse.

Les charpentes des grands édifices

Dans les grands édifices, on a recourt aux divisions de l’espace interne pour porter la charpente. Cette division peut se faire par des murs de refend maçonnés ou par des structures porteuses en pan de bois. Lorsque la division est parallèle aux murs pignons, l’édifice est partagé en travées ; si elle est perpendiculaire à ceux-ci, la division génère alors des vaisseaux (souvent appelés nefs). Les édifices à un seul vaisseau sont généralement couverts par une charpente à ferme. La division en deux vaisseaux est assez rare car elle impose une structure centrale sous la poutre faîtière. La division en 3 vaisseaux renvoie aux édifices religieux (nef + bas-côtés) ainsi qu’aux granges monastiques.

Dans les bâtiments à travée unique, les murs pignons portent directement les pannes. Ce principe ne connait pas de limite en profondeur, par contre sa largeur est limitée par la résistance en flexion des pannes qui reste généralement inférieure à 6 mètres. Mais son principe peut être étendu à l’infini en multipliant les travées.


[1] Il existe aussi une chapelle construite suivant ce principe à Plombières.

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2 - Les charpentes à fermes

Le principe est connu depuis l’Antiquité[1], un triangle rigide est posé sur les murs gouttereaux. Dans sa version la plus simple, il se compose d’un entrait (pièce horizontale) d’un poinçon (pièce verticale) et de deux arbalétriers qui portent les pannes. Il est rigidifié par deux contrefiches qui limitent la flexion des arbalétriers. Cette version présente l’inconvénient de limiter la circulation dans les combles, pour y remédier, la ferme peut être pourvue d’un entrait retroussé qui interrompt le poinçon. Pour augmenter encore le volume des combles les murs gouttereaux peuvent être surélevés au-delà de l’entrait (qui porte le sol des combles) créant ainsi un surcroît, la ferme est alors équipée de blochets et jambettes.

Les fermes de charpentes connaissent de multiples variantes (vue 14)

-       « à l’allemande » : la ferme forme alors un trapèze que seuls les chevrons prolongent jusqu’au faîtage, la charpente est dépourvue de panne faîtière.

-       à chevrons formant ferme : les chevrons se substituent aux arbalétriers, l’absence de pannes est compensée par la multiplication des fermes. Ce type de charpente est surtout employé pour couvrir les édifices religieux dès le Moyen-Age. Elle est à l’origine des charpentes à fermettes actuelles.

-       à cadres superposés : d’un emploi assez rare, elle est surtout liée au pan de bois.

Tous ces modèles de fermes peuvent être combinés entre eux, portés par des poteaux et associés à des arbalétriers qui les prolongent.


[1] Vitruve « de architectura »

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3 - Les charpentes à poteaux

Généralement appelés « hommes-debout » en Lorraine, la fonction des poteaux dans la charpente diffère suivant les régions. Ils peuvent porter des arbalétriers, des pannes ou des fermes. Ils peuvent partir de fond lorsqu’ils sont posés au sol sur des dés en pierre ou une sablière basse, ou être posés sur un mur de refend. Ils sont réalisés en chêne ou en sapin… Leur nombre dans une même structure-pignon varie de 2 à 5, voire 7 pour des couvertures de laves.

Les charpentes à poteaux sans arbalétriers (vue 19)

Elles sont principalement présentes dans la montagne vosgienne. Leurs poteaux étagés portent directement les pannes et sont reliés entre eux par des traverses qui portent les planchers. Ils peuvent être parfois présents derrière les murs gouttereaux les déchargeant ainsi du poids de la toiture.

Les charpentes à poteaux et arbalétriers (vue 21)

Présentes dans toute la Lorraine, leurs poteaux peuvent porter directement des arbalétriers, ou une ferme dans la partie centrale. Cette dernière peut être prolongée par des chevrons ou par des arbalétriers si la profondeur de la travée le justifie.

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4 - Mise en œuvre et aménagement

Deux procédés ont toujours cohabité pour la mise en forme des poutres : l’équarrissage par outils tranchants (doloire) ou par sciage à la scie de long. Ces deux méthodes restent employées jusqu’au lendemain de la Seconde guerre mondiale. Le sciage mécanique resta réservé aux les pièces de longueur inférieure à 8 mètres jusqu’à la fin du 19e siècle. Les assemblages se font par tenon-mortaise, mi-bois et enfourchement, tous chevillés. Les chevrons sont bloqués par des chevilles, des clameaux ou cloués. A partir de la seconde moitié du 19e siècle, les assemblages peuvent être moisés, les pièces horizontales sont dédoublées et prennent en étau la pièce verticale, l’assemblage est fait par vis.

Dans une structure-pignon, l’assemblage des poteaux entre eux est souvent réalisé par les poutres horizontales  qui portent les planchers et plus rarement de rampants (poutre parallèles à la pente du toit). Les contre-fiches assurent l’assemblage poteau-arbalétrier.

Qu’elles soient à fermes ou sur poteaux les charpentes sont contreventées afin d’empêcher le basculement des structures-pignons, Les sous-faîtières et aisseliers participent à ce contreventement. Parfois dans les structures légères celui-ci est complété de croix de Saint-André placées sous la couverture.

La présence de croupe ou demi-croupe impose la présence de pièces particulières (arêtiers) voire d’enrayures.

Afin de permettre l’installation de système de déchargement du fourrage, les charpentes ont été modifiées. Ponts roulants, griffes de déchargement ont imposé la suppression de certaines pièces de charpente souvent remplacées par des assemblages moisés.

La majorité des charpentes ne présente aucun décor ni fioritures superflues, ni même marques d’assemblages. Cependant certaines charpentes se distinguent par la présence de pièces aux formes non conventionnelles : poinçons pendants de la charpente messine ou de charpentes plus ou moins décoratives. Seule, la présence d’une avant-grange (charri ou chépu) engendre des exceptions : à la manière des linteaux de porte piétonne, ils peuvent porter la date de construction, les initiales des commanditaires et tout autre décor.

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